【正文】 ，重金屬元素的空間分布就會有所差異，一方面是長期自然形成的結(jié)果，另一方面也受人類活動及周邊的環(huán)境影響。內(nèi)梅羅指數(shù)是一種兼顧極值或稱突出最大值的計權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，它的基本計算公式計為={[(max)^2]/2}^1/2max為各單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)中最大者，ave為各單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的平均值。重金屬的污染可能與機械制造和化工等企業(yè)污染排放、人為活動、土壤本質(zhì)及尾氣排放有關(guān)。(4)問題四：怎樣根據(jù)重金屬污染物的傳播特征確定污染源的位置？根據(jù)每種功能區(qū)的重金屬含量變化分布圖，結(jié)合重金屬污染物的傳播特征,對該功能區(qū)的八種重金屬的污染程度進行排序，這樣對每個功能區(qū)的重金屬污染程度就有個初步的定位。但是有一點我們必須考慮在內(nèi)，即所給的八種重金屬不都是會擴散的，也就是說，其在土壤中的穩(wěn)定性很強，在一定時期內(nèi)是不會傳播的，那么我們在確定污染源的時候，就進行模糊聚類，將一些傳播明顯的元素進行等級劃分梯度分析，進而得到最速下降最快的方向，然后就得到了污染源的位置。由于題目所給出的信息和數(shù)據(jù)比較片面和單一,要反映地質(zhì)環(huán)境的演變,需要搜集相關(guān)信息,得出各評價單元質(zhì)量綜合評價指標值,然后繪出指數(shù)等值線,在此基礎上對全區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量作出評價。三、模型假設我們將土壤理想化為成分均勻的介質(zhì)，根據(jù)生物上五點取樣法的原則，所取的樣點要具有偶然性，不帶有任何標志，而且所取的樣點分布要盡量均勻，這樣所得結(jié)果才更接近實際情況。假設每類區(qū)表層土壤中每種重金屬含量連續(xù)變化，在對采樣點分析時，忽略土壤PH值、溫度、氣候等因素對測量帶來的影響；在對每類區(qū)域的污染程度進行分析的時候，忽略考察的8種重金屬以外的重金屬污染，忽略重金屬由于土壤特性和氧化還原等一系列的物理和化學作用，給污染程度評價帶來的誤差。:污染指數(shù)的平均值。A:評價目標；Y：構(gòu)成評價目標的評價因素集；（i=1,2,3,…,m）：價因素；（j=1,2,3,…,m）：對的相對重要性數(shù)值；X={x1,x2,…xn}：參與決策的群體集合；Y={y1,y2…ym}：m個備擇方案；) (k=1,2，…，n)：中排在的前面的元素的個數(shù)；P：判斷矩陣；：判斷矩陣的最大特征值；：所求的特征向量；：第i個樣本的第j個指標值。單因子評價方法如下：單項污染指數(shù)法公式為；式子中為j區(qū)域第i種重金屬元素的污染指數(shù)；為j區(qū)域第i種重金屬元素含量的實測值；為第i種重金屬元素污染程度評價的標準值；當1時，表示受重金屬元素污染，越大，表示受重金屬元素污染程度越嚴重；當≤1時，表示未受重金屬污染。當1 時，表示受重金屬元素污染； 值越大，表示受重金屬元素污染程度越嚴重；當≤1時，表示未受重金屬污染。由問題一結(jié)果可知，工業(yè)區(qū)、主干道路區(qū)、生活區(qū)屬于重度污染區(qū)，公園綠地區(qū)屬于中度污染區(qū)，山區(qū)屬于輕度污染區(qū)。對于山區(qū)各種污染物濃度與背景值相差較小，可以認為來源主要與母質(zhì)相關(guān)，建模思路如下圖。 設有n個樣本，n個指標構(gòu)成樣本空間其中i=1,2,…,n,j=1,2,…,[6]過程一般經(jīng)過如下步驟：（1）原始數(shù)據(jù)的標準化，標準化的公式為其中為第i個樣本的第j個指標值，而和分別為j指標的均值和標準差。（2）計算標準化數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)陣，求出相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量，并求出因子載荷矩陣。令 （j=1,2,…m）則 A=（）為因子載荷矩陣。如果A的每一列（即因子載荷量）數(shù)值越分散，相應的因子載荷量的方差越大，為消除各變量對公共因子依賴程度不同的影響，將因子載荷矩陣做正交變換。 ⑷確定因子個數(shù)，進行統(tǒng)計分析。為了對具體區(qū)域進行分析，我們對工業(yè)區(qū)、主干道路區(qū)、生活區(qū)進行分析。:空間連續(xù)點核心估計模型.土壤中重金屬污染物來源與分布土壤中重金屬的來源是多途徑的，首先是成土母質(zhì)本身含有重金屬，不同的母質(zhì)、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。 大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。大氣中的大多數(shù)重金屬是經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進入土壤的。此外，大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高。 、化肥和塑料薄膜使用 施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥，都可以導致土壤中重金屬的污染。農(nóng)用塑料薄膜生產(chǎn)應用的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬的污染。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。在分布上，往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴重，遠離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)，土壤幾乎不污染。 污泥中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，但同時污泥中也含有大量的重金屬,隨著大量的市政污泥進入農(nóng)田，使農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高。 含重金屬廢棄物種類繁多，不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。 。污染源位置的確定污染源的位置的確定與金屬傳播特征密切相關(guān),同時聯(lián)系樣品數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)及濃度空間的連續(xù)分布特征,利用點核心估計模型的逆運用,根據(jù)問題一的元素濃度空間分布圖,尋找出濃度峰值的大致區(qū)域,主觀確定的區(qū)域半徑,找出覆蓋區(qū)域內(nèi)的樣品觀測點,進而建立以污染源強度最大為目標函數(shù),.在分析的基礎上,以As為例,用代表As濃度高分布區(qū)域上的個采樣點As的濃度觀測值,那么集合上的核心強度公:,式中是一個雙變量的概率密度函數(shù),稱核心,參數(shù)0,稱帶寬,用來定義平滑量的大小,利用比較典型的核心函數(shù):把這個函數(shù)帶入估計值的表達式中,得到核心強度函數(shù):,式中,是污染源和被觀測的點之間的距離.則建立污染源坐標求解模型如下:由上以污染源強度最大為目標函數(shù),求解污染源坐標點,稱作空間連續(xù)點核心估計數(shù)學模型. 六．模型的求解與分析 模型一 作出8種主要重金屬元素在該城區(qū)的空間分布5個區(qū)域的等高線圖城區(qū)的立體空間圖取樣點的散點圖 取樣點的偽彩色圖8種主要重金屬元素在該城區(qū)的空間分布 分析該城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度將數(shù)據(jù)帶入模型一中的求解公式中，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一單位(μg/g)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理得到每一個采樣點的污染指數(shù)（見附表）,可得出不同區(qū)域各種重金屬的污染程度（見表3）表3 不同區(qū)域的重金屬污染程度 區(qū)域單因子指數(shù)法污染程度As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn生活區(qū)工業(yè)區(qū)山區(qū)主干道路區(qū)公園綠地區(qū)輕度 中度 中度 重度 中度 輕度 中度 重度中度 重度 輕度 重度 重度 輕度 重度 重度輕度 輕度 輕度 輕度 輕度 輕度 輕度 輕度輕度 中度 輕度 重度 重度 輕度 中度 重度輕度 中度 輕度 中度 重度 輕度 輕度 中度由表3可以看出，五個區(qū)域環(huán)境內(nèi)As、Cr和Ni污染程度較低，Cu、Hg、Zn污染程度比較高。見表4 功能區(qū)平均意義生活區(qū)1中度污染工業(yè)區(qū)2重度污染山區(qū)3輕度污染交通區(qū)4重度污染公園綠地區(qū)5中度污染從上表可以看出,該城市不同功能區(qū)的污染程度等級順序為:工業(yè)區(qū)交通區(qū)生活區(qū)公園綠地區(qū)山區(qū).由實際生活情況可知，評價結(jié)果非常合理。主干道路區(qū)屬于交通繁忙地帶，車輛排放大量污染氣體，尤其是鉛污染嚴重。而公園綠地區(qū)，由于人們采取積極的措施進行控制，降低了污染程度。 模型二模型求解對該城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境重金屬元素含量的數(shù)據(jù)標準化處理后，可得出以下結(jié)果：Cr和Ni的相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)最大，其次為Pb和Cd，以下依次是Cr和Cu，Pd和Cu的相關(guān)性較好，其他元素之間的相關(guān)系數(shù)相對較低。因子分析的關(guān)鍵就是利用相關(guān)系數(shù)矩陣求出相應的因子的特征值和累計貢獻率。生活區(qū)的人類活動,生活垃圾的隨處堆放也使得生活生產(chǎn)資料中的重金屬侵蝕到土壤中去,由海拔地形圖和污染源分布特點,結(jié)合取樣點位置所屬功能區(qū)平面分布圖可以看出污染源主要分布在海拔較低的平原地帶,這說明人類的活動相比自然對重金屬污染程度大,且部分呈現(xiàn)重金屬復合分布,從而印證了元素的相關(guān)性分析結(jié)果是正確的,西南地區(qū)污染相對嚴重,這里是該城區(qū)區(qū)的下游地區(qū),上游的污染物容易在此富集疊加,形成高濃度污染. 七、模型的評價與推廣、模型的優(yōu)